Welded truss deformation under thermal influence

Abstract

Зварні фермові конструкції зазнають комплексного впливу експлуатаційних, технологічних та аварійних чинників. Це ускладнює визначення конструктивних проектних показників, які б забезпечили безаварійне функціонування таких ферм упродовж планового періоду експлуатації. При сумісному силовому й температурному впливах на фермову конструкцію пошкодження в конструктивних елементах і місцях їх з’єднання виникають унаслідок зміни механічних властивостей матеріалу, поєднанні внутрішніх напружень від температурних деформацій з напруженнями від зовнішніх навантажень. Існуючі розрахункові методики не дають можливості врахувати такий комплексний вплив з високим ступенем достовірності. Для виявлення особливостей деформування й руйнування зварної прямокутної ферми виконано натурні експериментальні дослідження для фізичної моделі 2000х400 мм при температурному впливі від 20 до 160ОС. Отримано чисельну інформаційну базу про значення деформацій у 7 контрольних точках ферми для поясів і вузлів. Виконано комп’ютерний моделюючий експеримент програмним пакетом SolidWorks для аналогічних параметрів впливу на ферму. Побудовано суміщені графіки відповідних деформацій за результатами натурного і комп’ютерного моделюючого експериментів, які дають можливість візуально якісно порівняти ступінь співпадання отриманих показників. При чисельному порівнянні результатів натурного і комп’ютерного моделюючого експериментів виявлено їх співпадання на рівні 95,8…98,7%. Це свідчить про раціональний вибір програмного пакета для комп’ютерного моделювання та оптимальні параметри скінчено-елементної моделі. Отримані результати роботи і використані при дослідженнях методичні підходи доцільно застосовувати при визначенні параметрів напружено-деформівного стану елементів ферм при одночасних силових і температурних впливах.

The article studies some deformation features of the full-scale physical model test of the 2000x400 mm rectangular welded truss at thermal influence ranging from 20 to 160°C. Numerical information based on the values of deformations at seven control points of the truss for chords and nodes was obtained as a result. A computer simulation experiment using SolidWorks software for similar impact parameters on truss was performed. Results comparison of full-scale physical model deformation and computer simulation experiments revealed its similarity. Experimental results can be used in determining the parameters of the stress-strain state of the elements of the trusses under simultaneous force and temperature effects.